EVALUACIÓN DE PROYECTOS EN ASIGNATURAS DE
AUTOMATIZACIÓN Y ROBÓTICA
Da id Muñoz de la Peña Sequedo, F ancisco Salas Gómez
Depa amen o de Ingenie ía de Sis ema y Au omá ica
[email p o ec ed], [email protected]
Resumen
En es e abajo se p esen a la implan ación de un
sis ema de e aluación de p oyec os en di e sas
asigna u as de nues o depa amen o elacionadas
con la au oma ización y la obó ica. La p opues a
docen e p esen ada se basa en la ealización po
pa e de los alumnos de un p oyec o abie o de
au oma ización en g upo, en el cual no sólo ienen
que diseña la solución, sino ambién el p oblema.
La na u aleza abie a del p oyec o y el g an núme o
de alumnos, mo i ó el epa o de los di e en es
g upos en e los di e en es p o eso es de la
asigna u a. Cada g upo de alumnos iene al menos
dos u o ías con su p o eso pa a aco da el
p oblema a esol e pa a pode adecua la
complejidad y alcance a los obje i os de la
asigna u a. La e aluación de los p oyec os se ealiza
median e una p esen ación o al el mismo día que el
examen esc i o de las con oca o ias o iciales. La
me odología p opues a ha sido implan ada con éxi os
en di e sas asigna u as y han pa icipado más de
600 alumnos du an e los úl imos años con una g an
acep ación an o po pa e del p o eso ado como de
los alumnos.
Palab as cla e: E aluación, au oma ización y
obó ica indus ial.
1 INTRODUCCIÓN
Desde hace ya a ios años nos encon amos inme sos
en la Escuela Técnica Supe io de Ingenie ía en un
p oceso de cambio de modelo educa i o de i ado de
la implan ación del Espacio Eu opeo de Educación
Supe io , c eado median e el p oceso de Bolonia.
Uno de los p incipales cambios ha sido la
implan ación del sis ema eu opeo de ans e encia y
acumulación de c édi os (ECTS) en odos nues os
planes de es udio, una de las p incipales pied as
angula es del p oceso de Bolonia pues o ece un
medio adecuado pa a p omo e al máximo la
mo ilidad de es udian es.
Como p incipal ca ac e ís ica, los c édi os ECTS se
basan en la ca ga de abajo necesa ia pa a que los
es udian es alcancen los esul ados de ap endizaje
espe ados, incluyendo el iempo dedicado a odas las
ac i idades de ap endizaje necesa ias como clases,
semina ios, p oyec os, abajo p ác ico, ap endizaje
au ónomo y exámenes. Como es imación, cada
c édi o ECTS equi ale a en e 25 y 30 ho as de
abajo. En nues a Uni e sidad, los planes de es udio
han asignado una ca ga de 10 ho as lec i as po cada
c édi o de la asigna u a, dejando el es o de la ca ga
de abajo a lib e disposición del p o eso . En
gene al, el núme o de ho as lec i as ha disminuido en
compa ación con los planes de es udio an e io es,
mo i ado p incipalmen e po que el sis ema de
educación p opues o en Bolonia p omue e una
mayo implicación del alumno en las ac i idades de
ap endizaje y e aluación con inua, en con aposición
a modelos an e io es basados p incipalmen e en la
clase magis al y la e aluación a a és de exámenes.
Los ecu sos docen es sin emba go no se han
modi icado sus ancialmen e. En pa icula , el núme o
de alumnos ma iculados y el núme o de p o eso es
de cada cu so son simila es a los planes de es udios
an e io es, sob e odo en los cu sos bajos de los
di e en es g ados, aunque sí es e dad que en muchas
asigna u as de cu sos supe io es, debido a la mayo
op a i idad disponible, sí ha bajado el a io alumnos
po p o eso . El abajo necesa io pa a implan a
ac i idades de ap endizaje y e aluación di e en es de
la clase magis al y la e aluación po examen,
depende en g an medida de los alumnos que un
p o eso enga en su asigna u a, lo que complica el
cambio de modelo educa i o.
En es e abajo p esen a emos cómo se han abo dado
los di e en es p oblemas de i ados de la na u aleza
de las ma e ias es udiadas, la ges ión de g upos
masi icados y los ecu sos disponibles pa a pode
inclui den o de la plani icación de la asigna u a que
los alumnos desa ollen un p oyec o de una cie a
en e gadu a. Hay a ios p oblemas pa a pode
inclui es e ipo de ac i idades de ap endizaje en
cu sos nume osos. En p ime luga el diseño de un
p oyec o que p esen e un e o al alumno, con una
ca ga de abajo ap opiada y que cub a los obje i os
de ap endizaje de una asigna u a es en gene al muy
cos oso. En p oblema con cu sos nume osos es que
puede se in e esan e diseña más de un p oyec o
pa a que los alumnos engan a ias opciones o
incluso engan cada alumno un p oyec o di e en e.
Ac as de las XXXIX Jo nadas de Au omá ica, Badajoz, 5-7 de Sep iemb e de 2018
145
En segundo luga , la e aluación de un p oyec o
ambién puede ene una g an ca ga de abajo, que
en caso de que la e aluación del p oyec o no
sus i uya a la e aluación con encional de los
exámenes, se suma a la ca ga de abajo po p o eso
no mal.
Las asigna u as p esen adas en es e abajo es án
cen adas en el campo de la au oma ización y la
obó ica. Como uno de los p incipales obje i os de
ap endizaje de las mismas se encuen a el que el
alumno ap enda a u iliza en o nos de p og amación
de disposi i os indus iales, como au óma as
p og amables y obo s manipulado es. Es os
disposi i os ienen un g an cos e, y aunque se
dispone de di e sos equipos de p ác icas en los
labo a o ios, las ho as dedicadas en el plan docen e a
abajos p ác icas limi a mucho el uso po pa e del
alumno. Sin emba go, como al e na i a a disposi i os
eales y eniendo en cuen a que los obje i os de
ap endizaje se cen an en el campo de la
p og amación, la idea de pode usa simulado es de
es os disposi i os es muy in e esan e, sob e odo, si
es posible que el alumno use dichos simulado es sin
necesidad de es a en las ins alaciones de la
Uni e sidad. En es a línea, hay que deci que los
p opios ab ican es de au óma as p og amables y
obo s manipulado es o ecen como pa e de sus
pla a o mas de desa ollo simulado es de los
disposi i os ísicos, o eciendo a menudo licencias de
g a ui as, como la pla a o ma de desa ollo Codesys
de la emp esa 3S o la pla a o ma Robo s udio de
ABB, o con p ecios especiales pa a es udian e, como
la pla a o ma Uni y P o de Schneide .
Adicionalmen e, hay emp esas que o ecen no sólo
la simulación de disposi i os de con ol, sino además
de los p opios elemen os ísicos a con ola , es deci ,
simulado es de disposi i os ísicos como la emp esa
Realgames.
Es os nue os ecu sos posibili an plan ea p oyec os
de diseño de sis emas de au oma ización de g an
in e és a los alumnos que puedan esol e ue a de
las aulas. En pa icula , el ecu so que habili ó el
desa ollo de la expe iencia docen e ac ual, es el lib o
"In oducción a la p og amación de au óma as
p og amables usando CoDeSys", de Miguel Ángel
Ridao Ca lini [1]. El obje i o de es e lib o es
p opo ciona al lec o una in oducción a la
p og amación de au óma as p og amables siguiendo
el es ánda de la no ma IEC-61131-3, u ilizando pa a
ello el so wa e de desa ollo de aplicaciones pa a
au óma as p og amables CodeSys que o ece la
posibilidad de emula un au óma a p og amable y
iene un en o no g á ico sencillo que pe mi e
desa olla simulaciones isuales de sis emas ísicos
sencillos.
En los p óximos apa ados desc ibi emos la
me odología docen e u ilizada pa a inclui un
p oyec o de diseño y esolución de un sis ema de
au oma ización usando Codesys en nues as
asigna u as.
La expe iencia docen e p esen ada en es e abajo se
implan ó po p ime a ez du an e el cu so 2014-2015
en la asigna u a obliga o ia "Au oma ización y
con ol de sis emas de p oducción" del Más e
Uni e si a io en Ingenie ía Indus ial y desde
en onces o ma pa e de su p og ama docen e.
Pos e io men e, eniendo en cuen a la expe iencia
con los alumnos del más e se implan ó en la
asigna u a "Au oma ización Indus ial" del G ado en
Ingenie ía de las Tecnologías Indus iales desde el
cu so 2015-2016. Es a asigna u a es obliga o ia en
las in ensi icaciones "Eléc ica", "Elec ónica",
"Au omá ica", "O ganización y p oducción". En o al
más de 600 alumnos han sido e aluados con la
me odología p opues a.
2 OBJETIVOS
El obje i o p incipal es consegui que el alumno
ap endie a a diseña sis emas de au oma ización con
una pla a o ma indus ial siguiendo el es ánda de la
no ma IEC-61131-3 eniendo en cuen a las
es icciones de ecu sos (ho as de clase, p ác icas y
p o eso es implicados), no ma i a ( iene que se
compa ible con la e aluación o dina ia en
con oca o ias o iciales) y de núme o de alumnos.
Adicionalmen e, un obje i o p imo dial es que la
expe iencia ue a epe ible en cu sos u u os.
Teniendo en cuen a que cada cu so de las asigna u as
conside adas ienen más de 150 ma iculados, nos
encon amos con un g a e p oblema pa a el diseño
de los p oyec os de au oma ización, ya que po su
na u aleza, se ía imposible e i a el plagio de las
soluciones de cualquie p oyec o. Es e p oblema es
in ínseco a las asigna u as de p og amación, ya que
los enunciados de los p oblemas no son
pe sonalizables y es ácil plagia algo i mos. Po es e
mo i o, se decidió que no se diseña ía un enunciado
de un p oblema pa a que lo esol ie an los alumnos,
sino que la p opia de inición del p oblema o ma
pa e del abajo que iene que desa olla los
alumnos. Deja un enunciado lib e limi a en g an
medida el p oblema del plagio (aunque po supues o
no lo elimina), sin emba go iene el p oblema de que
los alumnos pueden p opone p oblemas que no es én
de acue do con los obje i os de ap endizaje, bien po
su alcance o po su di icul ad. Es o obliga a inclui un
seguimien o pa cial de los p oyec os, en pa icula ,
en la p ime a ase en la que los alumnos p oponen los
p oblemas que esol e án.
146
Pa a que odos los alumnos engan que ealiza el
p oyec o, uno de los obje i os e a que la e aluación
pudie a se compa ible con la e aluación median e
exámenes esc i os en con oca o ias o iciales y con
los ecu sos de p o eso es disponibles. Es o implica
que si el p oyec o es obliga o io pa a ap oba una
asigna u a, debe de se posible en ega lo en
cualquie a de las es con oca o ias o iciales. La
solución p opues a es que los alumnos ealicen una
p esen ación o al de los p oyec os el mismo día del
examen esc i o de la con oca o ia o icial. Pa a pode
o ganiza la e aluación, cada p o eso e alúa a los
g upos a los que u o a. Es o supone una g an
implicación po pa e del p o eso ado de la
asigna u a. A con inuación p esen amos la
me odología u ilizada con de alle.
3 METODOLOGÍA
La e aluación de la asigna u a se ealiza en base a un
examen esc i o (70% de la no a) y a un p oyec o
(30% de la no a). Pa a ap oba la asigna u a es
necesa io ap oba el examen esc i o y el p oyec o. La
e aluación del p oyec o y el examen se ealizan
conjun amen e el día indicado po el calenda io de
con oca o ias o iciales de la ETSI. La e aluación del
p oyec o se ealiza en base a una p esen ación de 10
minu os con un u no de p egun as de 5 minu os en la
que el alumno debe desc ibi el p oblema esuel o, la
co espondien e solución y el in e és del mismo pa a
la asigna u a. Los g upos pueden se de has a 3
alumnos. La no a del p oyec o se gua da pa a las es
con oca o ias o iciales. La no a del examen esc i o
no se gua da (es necesa io hace el p oyec o pa a
pode ealiza el examen).
Figu a 1. Ejemplo de un p oyec o de Codesys. El
alumno debe diseña un sis ema y el sis ema de
con ol de o ma independien e ap o echando las
he amien as de simulación y isualización de
Codesys.
Cada cu so se publican es echas. La p ime a es la
echa lími e en la que los alumnos se o ganizan en
g upos. Una ez se dispone del lis ado de g upos, se
asigna un p o eso u o a cada g upo y se indica una
echa lími e en la que cada g upo debe p epa a una
p opues a de p oblema a esol e y a ende a una
eunión con su u o pa a discu i si el la p opues a es
adecuada. Finalmen e, an es de la p esen ación o al,
cada g upo debe p esen a la solución inal a su u o .
La e aluación po pa e del p o eso ado se ealiza en
base a una úb ica pa a consegui una alo ación
homogénea de odos los g upos, ya que cada p o eso
sólo e alúa a sus alumnos.
En el p oyec o los alumnos deben p opone un
p oblema de con ol desc ibiendo el sis ema
dinámico a con ola , los senso es, los ac uado es y
las especi icaciones de con ol. Una ez de inido el
p oblema deben p og ama en Codesys un simulado
del sis ema dinámico con sus ac uado es y senso es,
una isualización esquemá ica del mismo, el
con olado y una isualización esquemá ica de su
in e az homb e máquina.
Figu a 2. Elemen os de código de un alumno y lujo
de in o mación.
4 DESCRIPCIÓN DE LA
EXPERIENCIA
La expe iencia es á siendo muy posi i a, aunque es
impo an e hace no a que es posible lle a la a cabo
po el al o g ado de implicación de odos los
p o eso es de la asigna u a, en pa icula , de los
p o eso es de p ác icas. Las asigna u as de
"Au oma ización y con ol de sis emas de
p oducción" y "Au oma ización Indus ial" ienen
unos 160 alumnos di ididos en dos g upos. Cada
g upo lo impa e un p o eso (con 3.5 c édi os de
eo ía y 2 c édi os de p ác icas en PAP), pe o
además, pa icipan o os 4 p o eso es de p ác icas
(con 2 c édi os en PAP cada uno) los cuales lle an a
cabo labo es de u o ización de abajos. En media,
cada año se p esen an unos 60 p oyec os en cada
asigna u a, epa idos a 10 abajos po cada uno de
los 6 u o es (4 p o eso es de p ác icas y 2 de eo ía).
Es o implica el seguimien o de unos 30 alumnos.
Es e núme o es al o pe o acep able. Du an e las
semanas de la p ime a u o ía en la que se p esen an
los p oyec os y en las semanas p e ias a la en ega,
los p o eso es implicados ienen una g an ca ga de
ho as de a ención a esos alumnos. Sin emba go, los
p o eso es que han o mado pa e de la expe iencia
147
en gene al la alo an de o ma muy posi i a, ya que
las u o ías de i adas de la ealización de un p oyec o
pe mi en una in e acción muy in e esan e con los
alumnos, y 30 alumnos es un núme o manejable. A lo
la go de los úl imos años, hemos pensado en
di e en es ac i idades. La me odología desc i a es el
esul ado de muchos expe imen os, y consegui que
la ca ga de abajo ue a acep able pa a pode
implica a la mayo can idad de p o eso es ha sido un
c i e io de e minan e.
Figu a 3. Rúb ica de e aluación de los p oyec os.
O o pun o impo an e es el pun o de is a
o ganiza i o. La e aluación del p oyec o debe de se
epe ible y compa ible con las es icciones de la
ETSI. El p ime cu so la e aluación se ealizó en un
día di e en e de la con oca o ia o icial. Es o conlle a
oda una se ie de p oblemas, sob e odo en la
segunda y e ce a con oca o ia, complicando la
ges ión de posibles excepciones y es icciones de los
alumnos. Pa a e i a p oblemas de echas, se decidió
que la en ega y de ensa de los p oyec os se ealiza el
mimo día del examen esc i o. Es o implica que la
e aluación de odos los p oyec os de debe hace en
un único día. Hay una media de 60 p oyec os en la
p ime a con oca o ia (en las o as el núme o es
mucho meno , ya que po lo gene al sólo se
p esen an p oyec os ap os pa a ap oba g acias al
p oceso de u o ización). A cada p oyec o se le
asignan 15 minu os pa a la de ensa y las p egun as,
lo que supone que son 15 ho as de e aluaciones
o ales. Pa a pode hace lo de o ma p ác ica, las
de ensas se ealizan en pa alelo en 6 aulas di e en es,
una po u o . No malmen e el p oceso de e aluación
se ex iende du an e unas 2 o 3 ho as, dependiendo
del núme o de g upos que se p esen an.
Habi ualmen e, sólo ealizan la p esen ación aquellos
g upos que ienen un p oyec o ap o que ya han
p esen ado a su u o . Los alumnos que no se
p esen an en la p ime a con oca o ia no p esen an el
p oyec o. De nue o la implicación de los p o eso es
de p ác icas es de i al impo ancia, ya que sin pode
ealiza las p esen aciones en pa alelo, no se ía
posible ealiza la e aluación el mismo día que el
examen esc i o, di icul ando odo el p oceso.
Desde el pun o de is a del alumno, después de 3
años, la única c í ica ecibida es la de aumen a el
peso del p oyec o en la no a inal (o incluso elimina
la no a del examen). Los alumnos dedican una g an
can idad de ho as a desa olla su p oyec o, sin
emba go, pa e del abajo de u o ización es
ga an iza que la complejidad y alcance del p oyec o
son adecuados, en pa icula se in en a que los
alumnos esuel an un p oblema de au oma ización de
una complejidad simila o incluso mayo que los
p oblemas p opues os en los exámenes esc i os. Al
igual que en o as asigna u as de p og amación,
esol e un p oblema en papel es más sencillo que
esol e lo en una pla a o ma eal y que uncione,
pe o po lo gene al, los alumnos que ealizan un buen
p oyec o, ienen un dominio de la asigna u a que les
acili a es udia y ap oba el examen esc i o. De
hecho son pocos los casos en los que un alumno ha
ealizado un buen p oyec o, y ha suspendido el
examen.
La me odología iene po supues o algunos e o es.
En pa icula , no hay una e i icación del epa o de
abajo en e los di e en es miemb os de los g upos,
lo que posibili a a los alumnos e i a abaja en el
p oyec o si encuen an compañe os que les incluyan
en sus g upos. Con el a io de alumnos/p o eso
ac ual, conside amos que no enemos ninguna
me odología con una ca ga de abajo acep able pa a
supe a es e p oblema, po lo que se man iene como
equisi o pa a ap oba la asigna u a, ap oba el
examen esc i o. La complejidad de los p oblemas de
los exámenes es simila a la de los p oyec os, po lo
que los alumnos que no han abajado el p oyec o
suelen ene di icul ades en esol e los.
4 RESULTADOS
La me odología p opues a de e aluación de
p oyec os de au oma ización ha sido un éxi o en las
dos asigna u as p esen adas. Adicionalmen e se ha
u ilizado una idea simila basada en enunciados
diseñados po alumno, u o ización y de ensa o al en
o as asigna u as como "Con ol y p og amación de
obo s manipulado es" y "P oyec os de
au oma ización" usando o as pla a o mas de
p og amación. La ealidad es que equie e una g an
implicación an o de los p o eso es, como un mayo
abajo de los alumnos, sin emba go la
ealimen ación es muy buena.
Los alumnos alo an muy posi i amen e abaja con
una pla a o ma indus ial (aunque sea en simulación)
y ap ende de o ma au ónoma en base a un p oyec o
complejo. La libe ad de diseña sus p opios
p oblemas es muy mo i ado a pa a algunos alumnos,
y odos los años nos encon amos con g upos cuyo
p oyec o excede los obje i os de la asigna u a.
Finalmen e, cabe des aca que el núme o de alumnos
148
que nos con ac an pa a ealiza abajos de in de
g ado o de mas e elacionados con la asigna u a de
au oma ización aumen a cada año.
Desde el pun o de is a docen e, la asigna u a iene
un po cen aje de ap obados al o, pe o además
conside amos que el ni el de los alumnos ha
mejo ado como demues an las soluciones de los
alumnos en los exámenes esc i os, que p esen an
p oblemas complejos de solución abie a.
Figu a 4. Ejemplo de un p oyec o de Robo s udio. El
alumno debe diseña un sis ema y p og ama el
compo amien o del obo ap o echando las
he amien as de simulación y isualización de
Robo s udio.
Como conclusión inal, los esul ados de la
expe iencia demues an que es posible ob ene
buenos esul ados de ap endizaje si los alumnos
ealizan ac i idades di e en es a asis i a clases
magis ales o ealiza exámenes esc i os al y como
de iende el p oceso de Bolonia, sin emba go es
necesa ia una buena plani icación que enga en
cuen a las es icciones impues as po los planes de
es udio ac uales en elación al a io de
alumnos/p o eso , sis emas de e aluación y ho as de
dedicación. Es o supone un g an es ue zo e
implicación po pa e del p o eso ado.
Ag adecimien os
Es a expe iencia no hubie a sido posible sin el apoyo
de Miguel Ángel Ridao, Ascensión Za a, Daniel
Limón, Ignacio Al a ado, Teodo o Álamo, Fe nando
Cas año, Ma io Pe ei a, José En ique Alonso y
F ancisco Go dillo.
English summa y
EVALUATION OF PROJECTS IN
AUTOMATION AND ROBOTICS
COURSES
Abs ac
This pape p esen s he implemen a ion o a sys em
o e alua ing p ojec s in a ious subjec s o ou
depa men ela ed o au oma ion and obo ics. The
p oposed eaching is based on he ealiza ion by
s uden s o an open g oup au oma ion p ojec , in
which hey no only ha e o design he solu ion, bu
also he p oblem. The open na u e o he p ojec and
he la ge numbe o s uden s mo i a ed he
dis ibu ion o he di e en g oups among he
di e en eache s o he subjec . Each g oup o
s uden s has a leas wo mee ings wi h hei eache
o ag ee on he p oblem o be sol ed in o de o
adap he complexi y and scope o he objec i es o
he subjec . The e alua ion o he p ojec s is done
h ough an o al p esen a ion on he same day as he
w i en examina ion o he o icial calls. The
p oposed me hodology has been implemen ed wi h
successes in a ious subjec s and mo e han 600
s uden s ha e pa icipa ed in ecen yea s wi h g ea
accep ance by bo h eache s and s uden s.
Keywo ds: E alua ion, au oma ion and obo ics
Re e encias
[1] Ridao M.A. (2016), "In oducción a la
p og amación de au óma as p og amables
usando CoDeSys", Edi o ial Uni e sidad de
Se illa, España.
© 2018 by he au ho s.
Submi ed o possible
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